[發(fā)明專利]無人機目標(biāo)定位指示系統(tǒng)及指示方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810497311.1
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108955722B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志軍;隋振中;于哲;文曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京和協(xié)導(dǎo)航科技有限公司
• 主分類號: G01C23/00
• 分類號: G01C23/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 席小東

1.一種無人機目標(biāo)定位指示系統(tǒng)的指示方法，其特征在于，無人機目標(biāo)定位指示系統(tǒng)包括搭載于無人機上面的機載激光測距儀、機載攝像機、機載高精度慣導(dǎo)、衛(wèi)星測向接收機及機載高速數(shù)傳電臺；

所述機載激光測距儀包括紅外發(fā)射器以及紅外接收器；所述紅外發(fā)射器用于向地面目標(biāo)發(fā)射紅外光束；所述紅外接收器用于在下一個紅外光脈沖發(fā)出之前，接收當(dāng)前紅外光束被地面目標(biāo)反射回來的光脈沖，并記錄發(fā)射紅外光束的時間以及接收光脈沖的時間，從而測量出無人機到地面目標(biāo)的距離，即無人機高程數(shù)據(jù)；

所述機載攝像機用于在收到任務(wù)計算機的指令后，對地面目標(biāo)進(jìn)行拍照、壓縮、存儲，同時記錄下該時刻的時間信息，通過機載高速數(shù)傳電臺將拍照到的圖片或者視頻實時傳送給地面監(jiān)控站；

所述機載高精度慣導(dǎo)用于測量無人機當(dāng)前的加速度、俯仰和橫滾數(shù)據(jù)；

所述衛(wèi)星測向接收機用于通過接收兩個機載天線的多頻點衛(wèi)星信號，對各顆衛(wèi)星多頻點的載波相位測量值進(jìn)行組合，求解出載波相位的整周模糊度，最終求解出主從天線之間的基線向量后，從而得到飛機精確的航向角和俯仰角；

所述機載高速數(shù)傳電臺，用于將所述機載激光測距儀、所述機載攝像機、所述機載高精度慣導(dǎo)和所述衛(wèi)星測向接收機的測量信息實時下發(fā)給地面監(jiān)控站，由地面監(jiān)控站對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理；

目標(biāo)偵查過程包括以下步驟：

步驟1，無人機依據(jù)預(yù)設(shè)軌跡飛行至地面目標(biāo)區(qū)域，任務(wù)計算機通過時間同步系統(tǒng)觸發(fā)機載激光測距儀、機載攝像機、機載高精度慣導(dǎo)和衛(wèi)星測向接收機同步工作，測量得到當(dāng)前時刻的測量數(shù)據(jù)信息；其中，所述測量數(shù)據(jù)信息包括機載激光測距儀測量到的高程數(shù)據(jù)、機載攝像機拍攝的圖片或視頻數(shù)據(jù)、機載高精度慣導(dǎo)輸出的加速度、俯仰和橫滾數(shù)據(jù)，以及衛(wèi)星測向接收機測得的當(dāng)前飛機的航向角和俯仰角數(shù)據(jù)；

步驟2，無人機通過機載高速數(shù)傳電臺將測量數(shù)據(jù)信息下發(fā)給地面監(jiān)控站；

步驟3，地面監(jiān)控站根據(jù)接收到的測量數(shù)據(jù)信息，對其進(jìn)行融合處理，從而得到地面目標(biāo)點精確的位置坐標(biāo)和圖像信息；

步驟3具體為：

假設(shè)機載激光測距儀測量到的高程數(shù)據(jù)為h；衛(wèi)星測向接收機測得的當(dāng)前飛機的方向角為a，俯仰角為b，傾斜角為c；

則無人機在位置(0,0,h)處，那么無人機在地面的投影點的坐標(biāo)為(h*tan(b)*cos(a)+h*tan(c)*sin(a),-h*tan(b)*sin(a)+h*tan(c)*cos(a),0)公式1

如果無人機在(0,0,h)處拍下一張照片，無人機的方向角為a，俯仰角為b，傾斜角為c；照片的大小為x1*x2，x1和x2分別為照片的長度和寬度值；假定無人機測量時俯仰和傾斜的最大角度為x度,那么無人機測量點的典型值為：

(h*tan(x/180*π),h*tan(x/180*π),0)

因為

d(tan(x))/dx＝1/cos(x)^2,

所以

tan(x+dx)≈tan(x)+1/cos(x)^2*dx；

當(dāng)x比較小的時候，cos(x)≈1，可以認(rèn)為tan(x+dx)≈tan(x)+dx，對應(yīng)公式1，h*tan(b)，那么當(dāng)角度誤差為△b時，測量誤差則為h*△b，只需將角度誤差控制在一定的范圍內(nèi)，即可得到對應(yīng)地面點在該方向上的精確位置數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機目標(biāo)定位指示系統(tǒng)的指示方法，其特征在于，步驟3之后，還包括：

步驟4，無人機依據(jù)預(yù)設(shè)軌跡飛行至地面目標(biāo)區(qū)域，通過偵查方式得到目標(biāo)點精確的位置坐標(biāo)和圖像信息后，保持機載激光測距儀打開，對目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)照射，具備激光導(dǎo)引頭的彈體在飛至目標(biāo)點附近時，依據(jù)無人機激光照射器返回的光信息，指引彈體飛至目標(biāo)點，實現(xiàn)精確打擊。